浅析矿山地下开采中深孔爆破工艺技术的优化

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  【摘  要】近年来,中国经济的快速发展和能源需求的增长导致了地下采矿技术的发展,许多新的采矿技术、新理念、新设备和新材料被应用于地下矿山。然而,由于采场和人为因素等多种因素的影响,目前矿山采场的深孔爆破效果并未得到明显改善。因此,本文根据目前矿山地下的爆破情况,分析了影响中深孔爆破影响的主要因素,并采取了目标改进方案来解决,以提高中深孔爆破的效果,提高采矿率。
  【關键词】中深孔;爆破效果;技术优化
  引言
  中国的采矿业主要分为露天采矿和地下采矿。深孔爆破技术是地下矿山的重要生产技术,在矿山生产中,爆破块的大小直接影响着整体生产成本。当前,中深孔矿山普遍存在以下问题:(1)大块率高;(2)开采幅度与设计的要求相差较大;(3)中深孔施工质量差。这些问题严重影响了矿山的正常生产。劳动生产率低下,主要是大块的二次破碎,以及太多时间来处理卡斗;二次爆破的材料消耗很大;安全事故多,施工人员容易受工伤。因此,必须优化中深孔爆破技术,以提高矿山采矿时的经济效益。
  1.中深孔爆破的不足
  1.1岩墙岩帽问题
  在中深孔爆破中,出现岩墙和岩帽的主要原因有四个,首先是用于爆破工作的相关设备质量差,或者爆破网本身存在很多问题。通常,中深孔的爆破是基于切割自由表面开始的,然后逐渐进行爆破,这会导致前一个爆破区域中相应的爆破设备和网络出现故障。并且,如果爆破操作未完全完成,则将无法提供下一个爆破所需的自由表面,从而导致缺乏用于爆破操作的自由表面支撑产生了岩墙和岩帽。其次,中深孔本身的质量很差,这也是中深孔爆破中岩墙和岩帽的重要原因。在中深孔爆破作业中,如果某些中深孔不符合适用标准,或者孔中有杂物和其他杂物,则会减小中深孔的深度,从而导致中深孔的实际参数不准确,进而会影响爆破质量。另外,地下矿体容易突然增厚,因此在实际施工中遇到的矿体厚度比设计要大得多。如果按照设计方法和标准进行施工,则会出现较大的偏差,并会产生岩帽。第三是标准矿山项目建设不符合相应的标准要求。采矿项目的施工质量是中深孔高质量,高精度设计的必要保证,因此,施工质量决定了中深孔深度和角度等各种参数的准确性。第四是建筑矿石本身的问题,这主要反映在矿体的岩石学变化中。也就是说,某些区域的矿体具有很强的完整性,但却没有较好的可崩性,而一些区域却正好相反,因此在爆炸过程中,岩墙和岩帽更容易发生。
  1.2挤孔问题
  在实际的中深孔爆破操作中,每个区域的地面压力通常是不同的。某些地区的针压较高,下层的矿石也相对受损,因此在实际施工中很容易引起中深孔的变形和错位。其中,在前一段的爆破工作期间产生的冲击力通过深压缩下一段的受损部分而使中孔和深孔变形或阻塞,从而影响爆破工作。
  2.中深孔爆破的影响因素
  2.1中深孔凿岩
  中空深孔钻进的施工质量直接关系到抽矿,矿石回收,劳动强度,爆破落差,爆破停,爆破费用,装料安全等因素的影响。目前,矿区I-III中每个深孔的建设周期较长,并且受地质条件,爆破振动和指压水平等多种因素的影响。如果被阻塞,空心炸药和深空炸药的负载将减少,这直接影响了爆炸的水平。
  2.2人为因素
  劳动强度、工作习惯等因素直接影响中深孔炸药的装载,直接影响中深孔炸药的效果。因此,规范单个装药操作是提高中深孔炸药的装载量,确保中深孔炸药质量的关键。现场调查的结果是,在矿山中深孔炸药的装填作业中主要存在以下问题。首先,对填充深孔炸药之前是否完成了孔壁的系统调查和分析,并没有确定介质的深度。其次,由于个人技能水平和计算错误等因素,屋顶和浮石未完全清除,而浮石由于爆破地点的振动因素而滑落,导致被砸裂而拒爆。
  2.3中深孔爆破的自由面
  对爆破有直接影响,并且是爆破漏斗的主要原因。目前,白银诺尔矿区的中深孔爆破作业正在手动填充中深孔炸药。由于个体的认知水平和技能水平的影响,缺乏对爆破自由度的科学判断,导致爆破早期和严重问题。在爆破过程中,无法充分利用爆破的自由表面,直接影响中深孔爆破的效果。
  3.深孔爆破工艺技术的优化措施
  3.1改进相关技术参数
  (1)优化最小抵抗线。爆破应力波和爆破气体是破坏矿石的主要驱动力,爆破应力波的作用在岩石中产生裂缝,并进一步扩大由爆破应力波形成的岩石裂缝。随着爆破应力波与爆破圆心之间的距离不断增大,爆破应力波继续减弱。爆炸应力波作用的范围包括冲击波作用区域,弹性波群发射区域和压缩波作用区域。作用范围是爆炸作用区域的10或15倍。作用区域之外的岩体只能受到爆炸性气体的作用,形成投掷效果。通过实地调查和经验总结,估计W=2.2m。
  (2)改进炮孔密集系数。矿石和岩石的爆破是通过推力和反应力波的作用实现的,当孔距较小时,爆破孔之间会形成薄弱的表面,爆破产生的能量会由于薄弱的表面的作用而耗散掉。由于爆破能力没有得到有效利用,因此会发生平稳爆破,导致爆破产生的能量过早地消散,这是造成大型爆破块和部分区域无法完全爆破的主要因素。施工人员根据公式m=L/W确定参数。其中W是最小电阻线,L是孔底距离。
  (3)确定炸药消耗量。炸药消耗也是与爆破结果有关的重要因素。炸药消耗量越低,对以后的爆破影响越大,因为爆破不完全或无法获得预期的爆破效果。高炸药消耗导致大量炸药浪费。确定炸药消耗的公式为q=Q/A。在公式中,Q是炸药的量,A是体积。根据大量的施工经验,q通常在0.3到0.4之间。
  3.2优化爆破技术
  (1)准确选取起爆间隔时间。毫秒爆破可以有效避免或减少地震爆破的影响,并可以提高爆破效果,保证爆破的科学性。关于爆破能量的使用,首先必须从残余应力的角度出发,达到优化爆破尺寸并扩大爆破效果的目的,以确保爆破装药与后爆药之间的连续性。通过对多个经验案例的分析,最佳爆破毫秒时间为5毫秒至35毫秒,同时,只有在有足够的时间使岩体发生爆炸时,才可以进行下一次爆破。该操作提供了足够的自由爆破表面,并减少了到达岩石运动前排的时间。当后排岩石破裂时,两排岩石再次碰撞,形成更大的裂变。在20到50毫秒的范围内调整短距离爆破时间,以减少爆破后的质量。基于上述,结合相关实际经验,前五列的爆破时间约为25ms,可以满足采场爆破作业的要求。
  (2)炮孔装药密度的加强。加强对在职员工的专业技能和知识的培训,提高其技能水平。在装填空心炸药的过程中,必须按照适用的标准进行装填。必须彻底调查和分析每个中深孔的药量,以确定炸药用量。如果中深孔炸药数量不足,必须及时补给,以确保爆破效果,提高爆破质量。
  4.结语
  随着时代的发展,科学技术也不断革新进步,许多新型的爆破工具被应用到地下矿场中,这就要求技术人员需不断发展并且优化中深孔爆破技术,这将成为提高爆破质量,保障爆破的精度和爆破时安全的重要依据。因此,根据目前的中深孔爆破参数,技术人员应努力克服困难,优化中深孔爆破效果,以节省矿山的生产经营成本。因此,广大技术人员很有必要在未来的生产实践中继续寻求更多有价值的经验和方法,并为现代矿山的建设和矿山生产能力的提高不断进行技术探索。
  参考文献
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